【步步高 学案导学设计】2021-2021学年高中物理 第五章 第3节 可持续发展战略课时作业 教科版选修3-3.doc

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1、第3节可持续发展战略1可持续发展包含的两个重要概念：一是人类要发展，要满足人类的发展_；二是不能_支持当代人和后代人生存的能力可持续发展战略的基本思想包括三方面：一是鼓励经济增长，但要改变传统的以“_”为特征的生产模式和消费模式；二是利用科学技术及社会力量，_，大力发展资源的_；三是利用科学技术，寻找_及开拓_2在可持续发展战略中，包含着“_”和“_”两个方面节流指的是_各种自然资源(包括能源)开源指的是_新能源3在众多的资源中，水是最重要的资源之一，更是生命的_地球上水的总量并不少，但与人类生活和生产活动密切相关又比较容易开发利用的淡水储量仅约为3.51016 m3，只占全球总水量的0.3%

2、.面对水资源短缺的问题，在工业生产上，要调整工业结构，限制发展能耗大、_、_的工业在工业企业的内部推行_，尽量减少_；在农业生产上要发展_农业4利用物理学原理开创的节能新技术有_、_、_等5目前正在开发利用的新能源有_、海洋能、_、风能以及_等6若用W表示功率，表示空气密度，v为风速，S为受风截面，则单位时间流过某截面的风能为W_.7作为新型燃料，从环保角度看，氢气具有的突出特点是()A在自然界里存在氢气B氢气轻，便于携带C燃料氢气污染小D氢气燃烧发热量高【概念规律练】知识点一能源消耗与节约能源1下列关于能源的说法中正确的是()A能源是取之不尽，用之不竭的B能源是有限的，特别是常规能源，如煤、

3、石油、天然气等C大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源D核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大2下列说法中正确的是()A甲物体自发地传递Q热量给乙物体，说明甲物体的内能比乙物体多B为了节约能源科学家应努力研究使热机的效率达到100%C因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的D以上说法均不正确知识点二能源的开发与利用3某地的平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m的圆面，如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？4三峡水利工程的的坝高h0185 m，正常水位为h175 m，水库容积

4、V3.931010 m3，装机容量(发电机的总功率)P1.768107 kW，发电量W8.41010 kWh.假设发电机效率为80%，试根据这些数据计算出水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位(不进行具体计算，用字母表示)1下列说法正确的是()A第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律B第二类永动机违背了能量转化的方向性C自然界中的能量是守恒的，所以不用节约能源D自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源2氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达

5、到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进氢能具有的优点包括()原料来源广易燃烧、热值高储存方便制备工艺廉价易行A B C D3水力发电站的电能最终来自于()A太阳能 B水的动能C水的势能 D水的内能4关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是()A能源是有限的，无节制的利用能源，是一种盲目的短期行为B根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的C在对能源进行开发和利用的同时，必须加强对环境的保护D不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径5柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能燃

6、烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标，有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只是将手伸到柴油机排气管附近，去感知一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”，关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是()A尾气的温度越高，柴油机越节能B尾气的温度越低，柴油机越节能C尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D以上说法均不正确6.图1某同学决定利用身边的材料制作一个简易的太阳能热水器，容器壁的其中两个面用玻璃板替代，以便利于阳光射入，其设计结构如图1所示，为了更有效地利用太阳能，提高热水温度，下列措施中不合

7、理的是()A容器容积一定时，增大日光入射的有效面积B尽量使用有效采光面与太阳光垂直C将除玻璃板之外的内壁涂黑D将除玻璃板之外的内壁涂上一层反射面题号123456答案7.图2开发利用太阳能，将会满足人类长期对大量能源的需求太阳能的光热转换是目前技术最为成熟、应用最广泛的形式太阳能热水器的构造示意图如图2所示，下方是像日光灯管似的集热管，由导热性能良好的材料制成，在黑色管和外面透明管间有空隙，并抽成真空，集热管的下方是一块光亮的铝合金板子，做成凹凸一定的曲面试分析下列有关太阳能的利用问题：(1)说明太阳能热水器哪些结构与其功能相适应，水箱为何安装在顶部而非下部？(2)图3中A是集热器，B是储水容器

8、，在阳光直射下水将沿_时针方向流动，这是因为_C是辅助加热器，其作用是_请在图中适当位置安上进水阀门和出水阀门，并说明选择位置的理由图38有一座瀑布的高度是50 m，流量是12 m3/s，计划在瀑布底部利用水流能发电，设在瀑布顶处水流速率与从发电机处水轮机内流出的速率相等，且水流能有65%被利用，求安装的发电机功率多大(g取10 m/s2)?9太阳热水器是利用太阳能来加热水的设备，在我国城乡许多屋顶上都可以看到太阳单位时间直射到地面单位面积的能量为E07103 J/(m2s)某热水器的聚热面积S2 m2，若每天相当于太阳直射的时间为t4 h，太阳能的20%转化为水的内能，计算这个热水器最多能使

9、m500 kg的水温度升高多少？第3节可持续发展战略课前预习练1需求损害自然界高投入、高消耗、高污染节约资源(含能源)循环使用新的能源新的资源2节流开源节约与保护研究与开发3基本要素用水多污染严重清洁生产水污染节水型4三束技术超导技术燃料节能5太阳能地热能核聚变能6.v3S7C氢气燃烧生成水，所以对环境污染小课堂探究练1BC尽管能量的总量守恒，但降退的内能无法重新收集利用，所以能源是有限的，特别是常规能源，故A错，B对；常规能源的利用比核能的利用对环境的影响大，故C对，D错2D自发的热传递的条件是必须存在温差，而不是内能差，甲物体传递热量给乙物体，说明甲物体的温度比乙物体高，所以A项错；由热力

10、学第二定律：“不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化”可知，任何热机的机械效率都不能达100%，因此，B项错；能量守恒，但可供利用的能源是有限的，不可再生的，故C错点评关于“能源危机”必须明白几点：(1)能源是提供能量的资源，如煤、石油等(我们讲能源危机，一般指常规能源)；(2)人们在消耗能源时，放出热量，有的转化为内能，有的转化为机械能，等等但最终基本上都转化成了内能，人们无法把这些内能收集起来再利用(能量降退)，而可供利用的能源是有限的，不可能再生(或短时间内不可再生)33.4 kW解析单位时间内流过车叶转动圆面的风能为Wv3r2其中有10%的能量转化为电能，则发电机

11、的功率为PW10%r2v310%.代入数据得P3.4 kW点评本题是风能发电的模型，要理解公式Wv3S中各物理量的含义. 4Q，各物理量均取国际单位解析水电站发电是将水的机械能转化为电能的过程，水的重力势能的减少量乘以发电效率就等于发出的电能设在时间t内，有V的水通过水利枢纽，则Q，VQt，减少的势能WpmghVghQtgh，发电机的功率PQgh，流量为Q(其中各物理量均取国际制单位)点评理解水利枢纽的流量Q的物理含义并正确利用能量的转化与守恒定律是分析本题的关键课后巩固练1BD第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了能量转化的方向性，故B、D选项正确2A氢能是易燃烧、热值高，原料来

12、源广；但储存难、制备成本高，故正确3A4B能量是守恒的，但由于能量的降退，使得能利用的能源越来越少5B气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，尾气的温度越低，柴油机越节能6D若将玻璃板之外的内壁涂上一层反射面则不利于对阳光的吸收，应涂成黑色，因为黑色的吸热效果较好7见解析解析(1)日光灯管似的集热管面积较大，便于吸收较多的太阳能；外有透明玻璃管，内有黑色管子，使阳光能直射入玻璃管而不易被反射；在黑色

13、管和外面透明管间有空隙，并抽成真空，可减少两管间因空气对流引起的热损失，减少热传导；集热管的下方是一块光亮的铝合金板子，做成凹凸一定的曲面，使周围及穿过管隙的阳光尽量聚焦在水管内，水箱安装在顶部而非下部，便于水的对流(2)顺集热器中的水被太阳光晒热后密度变小，受浮力作用沿管向右上方运动在阴天用电加热的方式使水温升高，在封闭的环形管道的左下方安上进水阀门，在贮水容器下方竖直管道上安出水阀门，可使热水流出，冷水得以补充83.9103 kW解析设流量为Q，水的密度为，在t时间内通过水轮机的水的质量为mQt，水的机械能有65%转化为电能，故发电机功率为PQgh110312105065%W3.9103 kW919.2 解析根据题意可知，一天当中被热水器吸收且转化为水的内能的太阳能最大为：QE0St20%，这部分能量就等于被水吸收的能量Q吸每天被太阳能热水器吸收的太阳能：EE0St水吸收的热量：Q吸cmt E20%Q吸由式代入数值得：t19.2.所以这个热水器最多能使500 kg的水温度升高19.2.8